Kompetensi Dasar 3.2 Gerak Lurus

Kompetensi Dasar 3.2 Gerak Lurus

Kemampuan dasar yang akan Anda miliki setelah mempelajari bab ini adalah sebagi berikut:

• Dapat menganalisis besaran fisika pada gerak dengan kecepatan dan percepatan konstan.

A. Besaran-besaran pada Gerak Lurus B. Gerak Lurus Beraturan

C. Gerak Lurus Berubah Beraturan

D. Gerak vertikal

A. Besaran-Besaran pada Gerak Lurus

1. Jarak, dan Perpindahan

a. Apa Beda Jarak dan Perpindahan?

Contoh 1.

Perhatikan gambar berikut

Jarak yang di tempuh oleh pesepeda adalah:

Lintasan AB ^{+ lintasan} BC

= 4 m + 3 m = 7 m

Perpindahan yang di tempuh oleh pesepeda adalah Lintasan AC = panjang garis diagonal

AC ² ^{= 4} ² ^{m + 3} ² ^m

AC ² = 16 m + 9 m

AC = √ ^{25 = 5 m}

Apa Beda Jarak dan Perpindahan?

Jarak didefinisikan sebagai panjang lintasan yang ditempuh oleh suatu benda dalam selang waktu tertentu.

Perpindahan didefinisikan sebagai perubahan posisi suatu benda dalam selang waktu tertentu.

2. Kecepatan Rata-rata dan Kecepatan Sesaat

a. Apa Beda Kelanjutan dan Kecepatan Sesaat?

Kelanjutan adalah besaran yang tidak

bergantung pada arah. Alat untuk mengukur kelanjuan adalah spidometer.

Kecepatan adalah besaran yang bergantung pada arah velocitometer, yaitu alat untuk mengukur kecepatan. Ketika mobil bergerak maju pada kelajuan 60 km/jam, velocitometer akan menunjukkan angka +60. Contoh

tersebut menunjukkan bahwa kecepatan

sesaat.

b. Apa Beda kelajuan Rata-rata dan Kecepatan Rata- rata?

Kelajuan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak total yang ditempuh dengan selang waktu untuk

menempuhnya

Kecepatan rata-rata didefinisikan sebagai hasil bagi

antara perpindahan dengan selang waktunya.

Contoh 2.

Leo berlari dengan rute ACB, dari posisi A pada x

₁

= 2 m menuju ke arah kanan dan sampai pada posisi x

₂

= 8 m di titik C, kemudian berbalik ke posisi x

₃

= 7 m di titik B, jika waktu yang digunakan adalah 2 sekon, berapakah

kecepatan dan kelajuan rata-rata Leo?

Pembahasan Diketahui :

A → x

₁

= 2 meter (posisi awal) B → x

₂

= 7 meter (posisi akhir) Δt = 2 sekon

Ditanya :

a. kecepatan rata-rata b. kelajuan rata-rata Jawab :

a) Δx = x

_akhir

– x

_awal

= 7 – 2 = 5 m

kecepatan rata-rata: Δx/ Δt kecepatan rata-rata: 5m/ 2s kecepatan rata-rata: 2,5 m/s

Jadi, kecepatan rata-rata Leo adalah 2,5 m/s.

b) s

_ACB

= s

_AC

+ s

_CB

= 6 m + 1 m = 7 m t

_ACB

= 2 sekon

kelajuan rata-rata (v) = s/t kelajuan rata-rata (v) = 7 m/2 s kelajuan rata-rata (v) = 3,5 m/s

Jadi, kelajuan rata-rata Leo sebesar 3,5 m/s.

B Gerak Lurus Beraturan

Gerak lurus ini adalah gerak suatu obyek yang lintasannya itu berupa garis lurus. Gerak Lurus ini termasuk sebagai Gerak Translasi

Gerak ini dikelompokan menjadi dua jenis dengan berdasarkan ada serta tidak adanya percepatan, diantaranya

1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

2. Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB),

Ciri-Ciri Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Suatu benda itu dapat dikatakan bergerak lurus beraturan apabila memperlihatkan ciri-ciri dibawah ini :

1. Pada lintasannya itu berupa garis lurus atau juga masih bisa dianggap sebagai lintasan yang lurus

2. Pada kecepatan benda tetap atau konstan 3. Tidak memiliki suatu percepatan (a=0)

4. Pada panjang lintasan yang ditempuh itu sama dengan luas grafik v-vs-t 5. Pada kecepatan itu berbanding lurus dengan perpindahan serta juga

berbanding terbalik dengan waktu.

1. Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Grafik Gerak Lurus Beraturan (GLB)

Rumus Gerak Lurus Beraturan

Contoh Soal 3. Gerak Lurus Beraturan

Soal: Seorang pengendara becak mengoes pedalnya itu selama 2,5 jam sepanjang lintasan lurus. Berapa jarak yang ditempuh apabila diketahui bahwa kecepatannya itu sebesar 18 km/jam?

Jawaban :

Rumus Kecepatan adalah v = s/t

Maka, dapat dapat di tuliskan kembali menjadi: s = v . T

Jadi, pengendara becak tersebut telah menempuh jarak itu sejauh 45 km.

C. Gerak Lurus Berubah Beraturan

Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Gerak Lurus Berubah Beraturan atau disingkat dengan GLBB ini adalah suatu gerakan benda yang linear berarah mendatar (yakni Gerak Lurus) itu dengan kecepatan yang berubah tiap saat

disebabkan karna adanya percepatan yang tetap (Berubah Beraturan).

Ciri-Ciri Gerak Lurus Berubah Beraturan (GLBB)

Suatu benda itu dapat atau bisa dikatakan n bergerak lurus berubah beraturan apabila menunjukan karakteristik atau ciri-ciri dibawah ini :

1. Lintasannya itu berupa garis lurus atau juga lintasan yang masih dianggap lurus

2. kecepatan pada benda itu berubah beraturan (naik atau turun)

3. Benda itu mengalami percepatan tetap (a=konstan)

Grafik v-vs-t miring itu ke atas atau kebawah3.

Grafik kecepatan terhadap waktu

Rumus dalam GLBB

1. Sebuah mobil yang berhenti di tempat parkir tiba-tiba bergerak dengan percepatan 2 meter/sekon

²

. Berapa kecepatan mobil tersebut setelah selang waktu 1 menit?.

Jawab

Mobil mula-mula berhenti pada saat t

₁

= 0 s, maka v

₁

= 0 m/s. Dengan menggunakan perhitungan berikut ini kita bisa mengetahui kecepatan mobil pada saat 1 menit = 60 s.

Contoh soal dalam GLBB

2. Sebuah benda bergerak sesuai dengan gambaran grafik di bawah ini yaitu sebuah grafik yang menghubungkan antara kecepatan (v) terhadap waktu (t).

. berapa jarak yang ditempuh benda tersebut selama 10 detik?

Jawaban soal no. 2

Untuk menyelesaikan soal tersebut maka dapat digunakan persamaan luas

bidang yang terdapat dalam grafik.. Jika di tanya jarak yang tempuh pada waktu 10 sekon maka luas bidangnya berupa trapesium. Luas Bidang Trapesium adalah X = Luas trapesium =( Panjang garis atas + panjang garis Bawah) / 2 x Tinggi bidang Perhatikan kembali gambar grafik

Panjang garis atas adalah ( 8 -4 ) = 4 Panjang garis bawah ( 10 – 0) ) = 10 Tinggi bidang trapesium 40

Maka jarak yang ditempuh ( X ) dapat dihitung =( 4 + 10 )/2 x 40 = (14/2 )x 40 = 280 m

a. Gerak Jatuh Bebas

Gerak jatuh bebas didefinisikan sebagi gerak jatuh benda dengan sendirinya mulai dari keadaan diam (v ₀ = 0) dan selam gerak jatuhnya hambatan

udara diabaikan, percepatan ke bawah yang tetap, yaitu percepatan gravitasi.

D. Gerak Vertikal

Gerak vertikal merupakan gerak yang lintasannya lurus vertikal. Jenis gerak gerak vertikal berupa : a. Gerak Jatuh Bebas ( Vo = 0, kecepatan awal

benda = 0 )

b. Gerak Vertikal Ke atas ( terdapat kecepatan awal benda Vo ˃ 0 )

c. Gerak Vertikal Ke bawah ( terdapat kecepatan

awal benda

Ciri-Ciri Gerak Jatuh Bebas

Gerak Jatuh Bebas memiliki karakteristik atau ciri-ciri sebagai berikut : 1. Gerak Jatuh Bebas (GJB) memiliki lintasan berupa garis lurus vertikal menuju ke bawah (searah gravitasi bumi).

2. Kecepatan awal pada Gerak Jatuh Bebas (GJB) adalah nol (V

₀

= 0) atau dengan kata lain tidak memiliki kecepatan awal.

3. Pergerakan benda terjadi dari ketinggian tertentu.

4. Gerak Jatuh Bebas (GJB) hanya dipengaruhi oleh gaya gravitasi, tidak ada gaya luar yang mempengeruhi pada benda yang bergerak jatuh

secara bebas.

Rumus Gerak Vertikal Ke Atas

Rumus waktu yang diperlukan benda untuk mencapai ketinggian maksimum:

Rumus waktu yang diperlukan benda untuk jatuh kembali

Keterangan :

•tmaks = waktu benda untukmencapai ketinggian maksimum (s) tc = waktu diperlukan oleh benda untuk jatuh kembali (s)

•200%;”>v0 = kecepatan awal (m/s)

•g = percepatan gravitasi (10 m/s2)

•y = ketinggian benda (m)

Gerak vertikal ke atas (GVA) ini benda mempunyai kecepatan awal. Benda akan mengalami perlambatan jika semakin

meninggi. Pada ketinggian yang maksimum, benda akan berhenti sesaat dan akan jatuh ke bawah.

B. Gerak Vertikal Ke atas

Ciri-Ciri Gerak Vertikal Ke Atas

Suatu benda dikatakan bergerak vertikal ke atas jika menunjukan ciri-ciri sebagai berikut :

1. Benda bergerak dengan lintasan berupa garis lurus dalam arah vertikal

2. Benda bergerak dari titik terendah ke titik tertinggi

3. Kecepatan benda berubah secara teratur (semakin menurun) 4. Kecepatan benda pada titik tertinggi (ketinggian maksimum) sama dengan nol

5. Benda mengalami perambatan (a=-g)

Contoh soal Gerak Jatuh Bebas

1. Suatu benda dilepaskan dari ketinggian 20 meter di atas tanah (g = 10 m/²). Berapakah kecepatan benda sesudah mencapai ketinggian 15

meter di atas tanah?

Penyelesaian:

Diketahui:

h1 = 20 m h2 = 15 m g = 10 m/s² Ditanyakan:

vt = ….?

Jawab:

h = h1 – h2 h = 20 – 15 h = 5 m

Kemudian dapat kita tentukan kecepatan akhirnya:

vt ² = 2gh vt ² = 2.10.5 vt ² =100 vt = √ ¹⁰⁰

vt =10 m/s

Jadi, kecepatan jatuh dari benda tersebut adalah 10 m/s.

Contoh Soal Gerak Vertikal Ke Atas

Andi melempar bola ke atas dengan kecepatan 12 m/s.

Pertanyaannya (a) waktu yang dicapai bola untuk mencapai

ketinggian maksium. (b) berapa ketinggian yang dicapai oleh bola?

Diketahui:

v0 = 12 m/s g = 10 m/s2 (a) tmaks = v0 : g

penyelesaian

tmaks = 12 : 10 = 1,2 sekon

Jadi waktu untuk mencapai ketinggian maksimum adalah 1,2 sekon.

(b) y = v0t – ½ g t2

y = 12 x 1,2 – ½ x 10 x 1,22 y = 14,4 – 7,2

y = 7,2 m

SEKIAN DAN

TERIMA KASIH

Kembali ke daftar isi